Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
гией, что она вынуждала элементы атмосферы и гидросферы образовывать химические связи, т. е. образовывать после поглощения световых квантов молекулярные соединения (фиг. 14). Конечно, это неорганический процесс, но, как мы увидим в гл. VI, он может давать начало типичным «органическим» молекулам. Поскольку
н-о
с=о
о=с=о
н-с-н
N—К
Вода
Окись
углерода
Двуокись
углерода
Метан
Водород
Н
Аммиак
О
H-C5N
Цианистый
водород
NH(C=N)Z
Диццанамид
О
н-с-он
Муравьиная
кислота
н-с=о
Формаль-
дегид
мосн2-с=о
Гликолевый
альдегид
СН3-С-ОК
Уксусная
кислоте!
НО—С“СН2—СН “С—ОН
Янтарная кислота
О
II
сн,—сн—с—он 5 I nh2
Аланин
НгМ—СНг— С — ОН
Ппицт
О
НО-С—СН,-С Н-С-ОН г I ЫНг
Аспарагиновая кислота
Фиг. 13. Строение малых молекул, которые неизбежно должны присутствовать в любой планетной примитивной атмосфере и гидросфере [6]. Объединяясь, они образуют более крупные «органические» молекулы, а те в свою очередь могут служить строительными блоками для еще более крупных молекул жизни (более подробно об этом — в гл. VI).
процесс этот основан на поглощении квантов света, идущих от Солнца, его можно назвать фотосинтезом. Но это неорганический фотосинтез. Не путайте его с органическим фотосинтезом, который протекает сейчас в растениях при участии хлорофилла. В органическом фотосинтезе используется главным образом энергия квантов красной части спектра. Она не так велика, и все же благодаря тому, что процесс разбит на множество последовательных стадий, растениям удается синтезировать те же органические соединения, которые создавались за счет энергии ультрафиолетового излучения без участия организмов. Каждая стадия реакции требует гораздо меньше энергии, чем весь процесс, поэтому растения могут использовать красную часть спектра, несущую гораздо меньше энергии, чем ультрафиолет.
Как уже говорилось, мы не знаем точного состава примитивной атмосферы. Точно так же мы не имеем ясного представления о
составе, количестве и концентрации простых соединении углерода с другими элементами, создававшихся за счет неорганических процессов в бескислородной атмосфере и на поверхности Земли. Многие ученые, особенно химики-органики [6], считают, что сре-
0+0"°' “Ш1 Ш1
с+о->со»со'
"s+H- 3Н6,С2Н4,СгН2
NHJ+H NH2+H—> N2,HJ,N2H<
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
to 9 8 7 6 5эВ
1го 140 165 185 г00 253,7 им
I2Q5
Хе
147
Хе
Фиг. 14. Фотохимические реакции, идущие в различных газах при облучении их светом с разной длиной волны.
Кислород поглощает ультрафиолетовые лучи с длиной волны 185 ны и менее. Энергия световых квантов этого участка спектра возрастает с 7 эВ (для 180 нм) до 10 эВ (для 120 нм). Свет этой области спектра активирует и другие газы — СО, СО;. СН„, Н20 и NH3, что показано столбиками с различной штриховкой. Звездочки, поставленные у некоторых радикалов, отмечают длину волны, при которой эти радикалы начинают светиться. Это их свойство не имеет значения для синтеза молекулярных соединений, но важно для определения данных радикалов в эксперименте. Пунктирными стрелками указаны участки спектра, в которых из атомов и радикалов образуются сложные молекулы. Две линии ксенона— 129,5 и 147 нм — указывают области строго монохроматического излучения ксеноновой лампы, которую Грот еще в 1938 году использовал в подобных экспериментах. Значит, наша современная атмосфера непрозрачна для тех длин волн, которые активируют простые устойчивые газообразные соединения, такие, как СО. СН4, Н20 и NH3. Следовательно, в современной атмосфере из этих газов не могут путем неорганического фотосинтеза образоваться более сложные соединения, так как наиболее коротковолновое солнечное излучение не достигает поверхности Земли. Но водород совершенно прозрачен для такого излучения, и поэтому в атмосфере, состоящей главным образом из водорода, оно беспрепятственно проникало бы до поверхности Земли.
ди них были такие реакционноспособные вещества, как цианистый водород (или синильная кислота), а также дицианамид и их производные. Гидросфера представляла собой смесь воды с этими веществами. Часто эту смесь изображают как нечто вроде «жидкого бульона», что избавляет от необходимости подробнее описать ее состав.
